Charakterisierung der Reninzellrekrutierung in der Aldosteronsynthase-Knockout-Maus

Das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) lasst sich durch verschiedene Manover, wie z. B. Salzmangeldiaten oder genetische Deletionen einer Komponente des RAAS, manipulieren. Die Effekte werden unter anderem an den reninbildenden Zellen beobachtet. Sie treten im ursprunglichen Zustand lediglich einschichtig an juxtaglomerularer Position auf. Da ihre Anzahl variabel ist, kann sie sowohl zu- als auch abnehmen. Bleibt ein Stimulationszustand bestehen, so tritt eine zunehmende retrograde Rekrutierung der reninexprimierenden Zellen entlang des arteriellen Gefasbaumes auf. In dieser Arbeit wurden folgende Versuchsgruppen analysiert. Eine Gruppe bestehend aus Wildtypmausen mit unstimuliertem RAAS diente als Kontrolle. Eine zweite Wildtyp-Gruppe wurde eine Woche lang einer Salzdepletion in Kombination mit dem ACE-Hemmer Enalapril, zur RAAS-Stimulation, unterzogen. Bei der dritten Wildtyp-Gruppe wurde die Dauer dieser Diat auf drei Wochen verlangert. Des Weiteren wurden Aldosteronsynthase-Knockout-Mause, die von Geburt an ein stimuliertes RAAS aufweisen, untersucht. Dabei wurde eine Gruppe unter Normalbedingungen gehalten, wahrend einer weiteren Gruppe eine zehntagige Niedrigsalzdiat verabreicht wurde, um das RAAS noch zusatzlich zu stimulieren. Die Wildtypen und Aldosteronsynthase-Knockout-Mause mit Normal- oder Niedrigsalzdiaten wurden im Hinblick auf die Gefasmorphologie sowie die Renin-Konzentration und -Lokalisation verglichen. Um die Veranderungen gut darstellen zu konnen, wurden 3D Modelle der untersuchten Nierenausschnitte von Versuchstieren am Computer angefertigt. Sie wurden anhand von Serienschnitten der perfundierten und paraffinierten Nieren erstellt. Es folgte eine immunhistochemische Farbung des Renins und des Glattmuskelaktins, sowie das mikroskopische Fotografieren. Somit konnten zweidimensionale histologische Schnitte und 3D Rekonstruktionen beurteilt werden. Daruber hinaus wurden die Renin-mRNA-Level und die Volumina des Renins der Rekonstruktionen untersucht und verglichen. Die RAAS-Stimulation beim Wildtypen wurde durch eine ein- bzw. dreiwochige Niedrigsalzdiat, in Kombination mit Enalapril, vorgenommen. Die pharmakologische Stimulation fuhrt zu einer erhohten Zahl reninbildender Zellen. Dieser Effekt lasst sich auch bei Untersuchung der Renin-mRNA-Level und der Volumina des Renins nachvollziehen. Ausgehend vom Wildtypen ohne Diat vervierfachen sich die gemessenen Werte nach einer Woche Diat und steigen nach drei Wochen um den Faktor 14. Die Zellen sind nicht langer, wie beim Wildtypen ohne Diat, auf die juxtaglomerulare Position der afferenten Arteriolen begrenzt. Abhangig von der Dauer der Niedrigsalzdiat breiten sie sich zunehmend retrograd entlang des Gefasbaumes aus. Des Weiteren findet sich bei langeren Stimulationszustanden eine juxtaglomerulare Mehrschichtigkeit der reninbildenden Zellen, bis hin zu einer Clusterbildung. Auserdem sind reninbildende Zellen zu erkennen, die zum Teil aufgesetzt auf die Media auftreten. Eine andere histologisch gut nachvollziehbare Auswirkung ist die abnehmende Kolokalisation von Renin und Glattmuskelaktin, zugunsten des Renins. Die Gefasmorphologie beim Wildtypen scheint durch Salzdepletion unverandert zu bleiben. Im Gegensatz zum unstimulierten Wildtypen zeigen die 3D Rekonstruktionen der Aldosteronsynthase-Knockout-Maus eine Vermehrung der reninproduzierenden Zellen. Der Effekt kann durch zehntagige Niedrigsalzdiat noch weiter gesteigert werden. Diese Befunde der 3D Modelle gehen mit der Messung der mRNA-Level und Volumina des Renins konform. Die mRNA zeigt, verglichen mit dem Wildtyp, einen siebenfachen Anstieg bei der Aldosteronsynthase-Knockout-Maus. Bei zusatzlicher Salzdepletion ist eine 32-fache Erhohung zum Wildtypen zu beobachten. Die Volumina weisen eine elffache Steigerung ohne Diat sowie eine 20-fache Steigerung mit Niedrigsalzdiat der Aldosteronsynthase-Knockout-Maus gegenuber dem unstimulierten Wildtypen auf. Die Reninzellen treten bei der Aldosteronsynthase-Knockout-Maus bereits ohne Stimulation von den afferenten Arteriolen ausgehend bis hin zum arcuaten Seitenast auf. Mit zusatzlicher Stimulation des RAAS durch Salzdepletion wird die retrograde Rekrutierung der reninexprimierenden Zellen noch weiter gesteigert. Auch eine verringerte Kolokalisation von Glattmuskelaktin und Renin, sowie auf die Media aufgelagerte Reninzellen treten auf. Verglichen mit dem Wildtyp erscheint der Gefasbaum der Knockout-Tiere, mit und ohne weitere RAAS-Stimulation, verdickt. Im Hinblick auf den Vergleich des Verteilungsmusters der reninexprimierenden Zellen scheinen sich die Aldosteronsynthase-Knockout-Maus und der Wildtyp, mit pharmakologisch stimuliertem RAAS, sehr zu ahneln. Ein eindrucklicher Unterschied kann jedoch das Gefassystem betreffend festgestellt werden. Der Gefasbaum des Wildtypen bleibt auch mit Salzdepletion schlank, im Gegensatz dazu erscheint er bei der Aldosteronsynthase-Knockout-Maus verdickt.